ホーム > 特許ランキング > Ｔｈｅ Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ，ａｓ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ Ｓｅｃｒｅｔａｒｙ，Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ ａｎｄ Ｈｕｍａｎ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ
▶ ザ ユナイテッド ステイツ オブ アメリカ， アズ リプレゼンテッド バイ ザ セクレタリー， デパートメント オブ ヘルス アンド ヒューマン サービシーズの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-03-13
(54)【発明の名称】固相抽出のための方法およびシステム
(51)【国際特許分類】
B01D 15/00 20060101AFI20240306BHJP
G01N 35/02 20060101ALI20240306BHJP
G01N 35/10 20060101ALI20240306BHJP
G01N 1/00 20060101ALI20240306BHJP
【ＦＩ】
B01D15/00 A
G01N35/02 B
G01N35/10 A
G01N1/00 101F
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023557052
(86)(22)【出願日】2022-03-16
(85)【翻訳文提出日】2023-11-13
(86)【国際出願番号】 US2022020596
(87)【国際公開番号】W WO2022197834
(87)【国際公開日】2022-09-22
(31)【優先権主張番号】63/161,851
(32)【優先日】2021-03-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】508285606
【氏名又は名称】ザ ユナイテッド ステイツ オブ アメリカ， アズ リプレゼンテッド バイ ザ セクレタリー， デパートメント オブ ヘルス アンド ヒューマン サービシーズ
【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ，ａｓ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ Ｓｅｃｒｅｔａｒｙ，Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ ａｎｄ Ｈｕｍａｎ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ
(74)【代理人】
【識別番号】100145403
【弁理士】
【氏名又は名称】山尾 憲人
(74)【代理人】
【識別番号】100132241
【弁理士】
【氏名又は名称】岡部 博史
(74)【代理人】
【識別番号】100113170
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 和久
(72)【発明者】
【氏名】ゴッドフリー，アレクサンダー グレン
(72)【発明者】
【氏名】ベルマ，メガブ
(72)【発明者】
【氏名】ゴヤル，ヴィシャカ
(72)【発明者】
【氏名】ベンデ，プラナブ
(72)【発明者】
【氏名】ウォールグレン，ライナス エリック
(72)【発明者】
【氏名】クライン，ジェイムズ カレン
【テーマコード（参考）】
2G052
2G058
4D017
【Ｆターム（参考）】
2G052AD26
2G052BA22
2G052CA02
2G052CA12
2G052EA08
2G058CA02
2G058GB02
4D017AA01
4D017AA03
4D017BA03
4D017CB01
4D017DA01
4D017EA05
(57)【要約】
固相抽出の手順のための方法およびシステムが提供される。本開示の方法およびシステムは、実験室環境で実行されるさまざまな固相抽出の手順および他のプロセスの改善した精度、自動化、および使いやすさを提供する。流体の流れの調整および検出のためのシステムおよび方法が開示される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
固体および液体のうちの少なくとも１つを受け取るためのカートリッジであって、支持部材の上に選択的に設けられるとともに前記支持部材によって支持されるカートリッジと、前記カートリッジの内部容積に流体を分配するように動作可能な分配装置と、
前記カートリッジの近位端に実質的にガス不透過性のシールを提供するように動作可能なシール部材と、
それぞれが流体を収容および分配を行うように動作可能な複数の流体リザーバと、
前記複数の流体リザーバから前記分配装置に流体を運ぶように動作可能であるポンプと、
前記カートリッジから流体を受け取るように動作可能な複数の容器を収容するように動作可能な移動可能なラックと、を備える、固相抽出の手順を実行するためのシステム。
【請求項2】
前記分配装置は、前記支持部材に設けられる、請求項１に記載のシステム。
【請求項3】
前記分配装置は、垂直方向に移動可能である、請求項１に記載のシステム。
【請求項4】
前記流体リザーバの少なくとも１つは、固相抽出において使用するための溶媒を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項5】
或る量の流体を受け取るように動作可能な廃棄物収集器をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項6】
前記複数の流体リザーバと前記廃棄物収集器との間に設けられる少なくとも１つのバルブをさらに備える、請求項５に記載のシステム。
【請求項7】
前記移動可能なラックは、水平方向に移動可能である、請求項１に記載のシステム。
【請求項8】
前記カートリッジの内部容積内の状態を決定するように動作可能な空気流量センサおよび圧力センサのうちの少なくとも１つをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項9】
空のカートリッジと、複数の空のフラクション容器を含むフラクションキャリアと、を提供するステップと、前記カートリッジの存在を検出するステップと、
前記フラクション容器の存在を検出するステップと、
システムを第１フラクション容器にインデックスするステップと、
サンプルを前記カートリッジに導入するステップと、
信号を入力するステップと、
前記カートリッジを加圧して前記カートリッジのヘッドスペースをクリアするステップと、
前記カートリッジに溶媒を供給するステップと、
前記カートリッジの内圧値をモニターするステップと、を備える、固相抽出の方法。
【請求項10】
前記モニターするステップが、圧力センサおよびコントローラを使用してモニターすることを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
前記カートリッジのデジタル画像をモニターして、所望の量の溶媒がいつ供給されたかを決定する、請求項９に記載の方法。
【請求項12】
前記システムは、前記モニターのステップに基づいて前記溶媒の流れを自動的に停止する、請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
容積を有する容器を提供するステップと、前記容器の最大充填レベルを決定するステップと、
カメラを提供するステップと、
前記カメラを使用して前記容器の画像をキャプチャするステップと、
前記容器の容積に流体を供給するステップと、
前記画像に対してエッジ検出技術を実行するステップと、
前記画像にフィルターを適用するステップと、
前記容器の実際の充填レベルを特定するステップと、を備える、容器の充填レベルを検出する方法。
【請求項14】
前記エッジ検出技術の前に、前記画像にガウスフィルタリングを適用するステップをさらに備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項15】
前記実際の充填レベルと前記最大充填レベルとを比較するステップをさらに備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項16】
前記実際の充填レベルが前記最大充填レベル以上であるときに、信号が提供されて、前記容器への流体の流れを停止する、請求項１５に記載の方法。
【請求項17】
ベースと注ぎ口とを有するキャップ部材であって、前記注ぎ口が、流体を注ぐかまたは分配するように動作可能であり、前記ベースが、流体容器を受け入れるための受け入れ部分を備えるキャップ部材と、前記キャップ部材の前記ベースに接続するように動作可能な作動部材であって、前記作動部材の一部が前記キャップ部材に固定されて、前記キャップ部材とともに回転するように動作可能であり、前記作動部材が回転可能に固定された導管をさらに備える作動部材と、を備える、分配キャップシステム。
【請求項18】
前記回転可能に固定された導管は、その遠位端に分配開口が設けられた流体導管を備える、請求項１７に記載の分配キャップシステム。
【請求項19】
前記ベースは、流体容器を受け入れるための接続部材を備える、請求項１７に記載の分配キャップシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（関連出願の相互参照）
特許協力条約に基づいて出願されたこの国際出願は、２０２１年３月１６日に出願された米国仮特許出願第６３／１６１,８５１号明細書の優先権の利益を主張し、その全開示は、参照によりこの明細書に組み込まれる。
特許協力条約に基づいて出願されたこの国際出願は、２０２１年３月１６日に出願された米国仮特許出願第６３／１６１,８５１号明細書の優先権の利益を主張し、その全開示は、参照によりこの明細書に組み込まれる。
【0002】
（発明の分野）
本開示は、一般に、固相抽出を含むが固相抽出に限定されない、様々な化学的調製、抽出、および関連プロセスで使用するための方法、システムおよび装置に関する。いくつかの実施形態では、本開示の方法、システムおよび装置は、新規分子の合成および期待される生成物の分離に関する。しかしながら、本開示の実施形態は、様々なプロセスおよびアプリケーションでの使用が考えられる。本開示および本明細書に開示される様々な発明は、固相抽出またはベンチトップ化学にさえ限定されるものではない。
本開示は、一般に、固相抽出を含むが固相抽出に限定されない、様々な化学的調製、抽出、および関連プロセスで使用するための方法、システムおよび装置に関する。いくつかの実施形態では、本開示の方法、システムおよび装置は、新規分子の合成および期待される生成物の分離に関する。しかしながら、本開示の実施形態は、様々なプロセスおよびアプリケーションでの使用が考えられる。本開示および本明細書に開示される様々な発明は、固相抽出またはベンチトップ化学にさえ限定されるものではない。
【背景技術】
【0003】
多くの実験室およびベンチトップの化学アプリケーションでは、新規分子の合成を目的とした化学反応の実行の後に、「ワークアップ（workup）」と呼ばれることが多い単離ステップが続く。ワークアップは、通常、クロマトグラフィーや再結晶などで行われる精製ステップに先立つプロセスを含む。ワークアップの手順は、水および／または有機溶媒（例えば、エチルエーテルまたは酢酸エチル）などの非混和性液体の添加量で反応混合物を分配する抽出プロセスを含んでもよい。しかしながら、多くのワークアップの手順では、最終的な合成ターゲットまたはさらなる合成作業で使用する中間体として十分な品質の材料が提供されない。固相抽出（以下「ＳＰＥ」）のプロセスは、反応ワークアップの代替手段を提供し、既知の抽出手順に対して優れた品質の材料を短時間で供給できるため、効率が向上する。
【0004】
技術としてのＳＰＥは、ＳＰＥベースのワークフローを迅速にかつ効率的に実行するためのハードウェアおよび方法が一般的に不足している。ＳＰＥの操作用の既存のハードウェアは、通常、小規模な操作に限定されている。このような装置の例は、クバッキの米国特許第７,６１０,９４１号明細書およびポールらの米国特許第１０,４９５,６１４号明細書に示され且つ説明されているものを含み、その全開示は、参照により本明細書に組み込まれる。既知の装置の制限は、たとえば、水性サンプルのみを扱うこと、非常に類似したまたは同じマトリックスでの並行分離のサポート、および、広範囲の化学試薬および溶媒に一般に適していない内部配管を含む。
【発明の概要】
【0005】
したがって、ＳＰＥ用の改善された方法およびシステムを提供するという、長年感じられてきたが満たされていないニーズが存在する。本開示の様々な実施形態は、ＳＰＥによく適しており、ＳＰＥで使用することを考えているが、本開示はＳＰＥのプロセスに限定されないことが認識されるであろう。様々なベンチトップ化学および他の方法およびプロセスが、本開示の目的、特徴および様々な発明の態様を利用し得ることが考えられる。
【0006】
本開示の実施形態の目的は、サンプルを単一にかつ迅速にかつ効率的に処理することを必要とする化学のワークフローの要求を提供し、これに対応することである。
【0007】
特定の実施形態では、異なるカートリッジおよび容器のサイズを収容およびサポートを行う装置およびシステムが提供される。本開示の装置およびシステムは、モジュラーラックに設けられたチューブ（例えば、２５×１５０ｍｍのチューブ）内に最大５０ミリリットルの液体のフラクション（fraction）を収容するように動作可能である。本開示のラックは、複数のフラクションを収容または保持を行うことが考えられる。いくつかの実施形態では、本開示のラックは、少なくとも４つのフラクションを受け入れるように動作可能である。
【0008】
様々な実施形態において、無人の実行を完了するために４つのフラクションの１セットのみを必要とする最適化されたコンディションの下でソフトウェア制御のシーケンスを含む方法およびシステムが提供されるが、ユニットは、フラクションの各セットが完了するたびに、空のチューブの追加アレイを交換するために、半自動化された方法でユーザをキューに登録すること（queuing）によって、不定数のフラクションの収集に対応することができる。この方法で空のフラクションのフラクションラックを交換できるようにすると、エッジケースに遭遇したときに分離をより柔軟に適用できるようになる。交換可能なフラクションラックは、機器をより複雑なプラットフォームに統合する過程で、そのようなフラクション容器を保持するラックのロボットによる交換を検討する機会も開く。
【0009】
様々な実施形態において、装置は、複数の流体または溶媒を複数のリザーバに収容するように動作可能である。特定の実施形態では、溶媒の異なる混合物を提供すること、光学認識アルゴリズムを提供すること、ヘッドスペースのオーバーフィルが検出された場合は修正措置を実行すること、システム内の目詰まりをモニターして考慮する（account for）こと、および、ラインおよび溶媒を廃液流収集機構にパージすることを行うように動作可能なシステムが提供される。
【0010】
本開示の目的は、比較的小さなスペースで化学反応を正確にかつ迅速にワークアップできる、設置面積が小さいシステムおよび機器を提供することである。本開示のさらなる目的は、完全に手動であるまたは完全に自動化された機能性および可搬性を可能にするモジュール式システムを提供することである。本開示のさらに別の目的は、強化された混合能力を備え、システム内に貯蔵された様々な溶媒の混合物を提供するシステムを提供することである。本開示のさらに別の目的は、自動化された溶媒送達を備えたシステムを提供することである。本開示のさらなる目的は、ＳＰＥのカートリッジを介した溶媒の効率的な溶出が提供される、溶媒の圧力ベースの溶出を提供することである。いくつかの実施形態では、空気流の感知を使用して溶媒溶出の完了を検出するために、自動のブレークスルー検出が提供される。
【0011】
本開示の実施形態は、例えば、化学的適合性を必要としないパーツ用のポリ乳酸（ＰＬＡ）、化学的適合性が必要なパーツ用のポリプロピレン（ＰＰ）、弾性パーツ用の熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、化学的適合性を備えた強いパーツ用のポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を含む様々な材料と、さまざまな直径のカートリッジをシールするための円錐形のデザインのシーリングプラグとの提供、３Ｄ印刷を使用して取り付けフランジ（ＰＬＡまたはＰＥＥＫを使用）とシーリングパーツ（ＴＰＵを使用）との印刷を考えている。
【0012】
いくつかの実施形態では、カートリッジ内の液体レベルをモニターし、過剰充填を回避するために、液体レベル検出のための方法およびシステムが提供される。従来のコンピュータビジョンアルゴリズムおよび機械学習を使用したカメラによるリアルタイム画像処理のような革新的な技術が、本明細書で考えられるとともに開示される。レーザー感知や超音波感知などの追加の技術も考えられる。
【0013】
いくつかの実施形態では、システムは、ユーザが実行される溶媒、体積、および／またはフラクション収集の数を選択し、抽出またはＳＰＥのプロセスを自動化できるようにするソフトウェアおよびユーザインターフェースを備える。流量センサ（例えば、空気流量センサ）は、ブレークスルーをモニターすることが考えられる。
【0014】
一実施形態では、固相抽出の手順を実行するためのシステムが提供される。このシステムは、固体および液体のうちの少なくとも１つを受け取るためのカートリッジを備える。カートリッジは、支持部材の上に選択的に設けられ、支持部材によって支持される。カートリッジの内部容積に流体を分配するように動作可能な分配装置が提供される。カートリッジの近位端に実質的にガス不透過性のシールを提供するように動作可能なシール部材が提供される。それぞれが流体を収容および分配するように動作可能である複数の流体リザーバが提供される。複数の流体リザーバから分配装置に流体を運ぶように動作可能なポンプが提供される。移動可能なラックは、カートリッジから流体を受け取るように動作可能な複数の容器（例えば、フラクション容器）を収容する。
【0015】
様々な実施形態において、ＳＰＥの方法が提供される。一実施形態では、空のカートリッジと、複数の空のフラクション容器を含むフラクションのキャリアと、を提供することを含む、ＳＰＥの方法が提供される。カートリッジとフラクション容器との存在が検出されて、システムは第１のフラクション容器にインデックスされる。サンプルがカートリッジに導入され、信号がシステムに入力されてプロセスが開始される。カートリッジは、好ましくは、カートリッジのヘッドスペースをクリアするために加圧される。カートリッジの内圧値をモニターしてプロセスの状態および完了を検出する。
【0016】
一実施形態では、容器の充填レベルを検出する方法が提供される。この方法は、ある容積を有する容器を用意するステップと、容器の最大充填レベルを決定するステップと、カメラを提供するステップと、カメラを使用して容器の画像をキャプチャするステップと、容器の容積に流体を供給するステップと、画像に対してエッジ検出技術を実行するステップと、画像にフィルターを適用するステップと、容器の実際の充填レベルを特定するステップと、を備える。
【0017】
これらの目的および実施形態は、本明細書においてより詳細に開示される。本開示で提供される様々な発明の特徴および態様は、それらが図示または説明をしている実施形態に限定されないことを認識されるべきである。実際、一実施形態に関して図示および説明を行った特定の特徴（例えば、空気流量センサまたは廃棄物収集システム）を、そのような特定の組み合わせが図示および説明をしていなくても、別の実施形態で採用されてもよいことが考えられる。
【0018】
他に規定されない限り、本明細書において使用されるすべての技術用語および／または科学用語は、本発明が関係する当業者によって一般に理解されることと同じ意味を有する。本明細書に記載のものと類似の方法または同等の方法および材料を本発明の実施形態の実行または試験において使用できるが、例示的な方法および／または材料を以下に説明する。さらに、材料、方法および実施例は、例示のみを目的としており、必ずしも限定することを意図していない。
【0019】
当業者は、以下の説明が本開示の原理を単に例示するだけであり、多くの異なる代替実施形態を提供するために様々な方法で適用できることを認識するであろう。この説明は、本開示の教示の一般的な原理を説明するためになされたものであり、本明細書に開示された発明の概念を限定することを意味していない。
【0020】
本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付図面は、本開示の実施形態を示し、上記の本開示の一般的な説明および以下の図面の詳細な説明とともに、本開示の原理を説明することに役立つ。
【0021】
図面は、必ずしも縮尺通りではないことを理解されるべきである。場合によっては、本開示の理解に不必要な詳細、または他の詳細を認識しにくくする詳細が省略されている場合がある。当然のことながら、本開示は、必ずしも本明細書に示される特定の実施形態に限定されるものではないことを理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本開示の一実施形態に係るシステムの斜視図である。
【図2】本開示の一実施形態に係るシステムの斜視図である。
【図3】本開示の一実施形態に係る本開示の複数の構成要素の斜視図である。
【図4】本開示の一実施形態に係る本開示の複数の構成要素の斜視図である。
【図5】本開示の一実施形態に係る本開示の複数の構成要素の後面斜視図である。
【図6A】本開示の実施形態の構成要素の斜視図である。
【図6B】本開示の実施形態の構成要素の斜視図である。
【図6C】本開示の実施形態の構成要素の斜視図である。
【図7】本開示の一実施形態に係るシステムの概略図である。
【図8】本開示の一実施形態に係るシステムのコンポーネントの立面図である。
【図9】本開示の一実施形態に係るシステムのコンポーネントの斜視図である。
【図10】本開示の一実施形態に係るシステムのコンポーネントの斜視図である。
【図11】本開示の一実施形態に係るシステムのコンポーネントの斜視図である。
【図12】本開示の一実施形態に係るユーザインターフェースの図である。
【図13】本開示の一実施形態のデータを示す波形プロットである。
【図14A】本開示の一実施形態に係る容器およびそのヘッドスペースの図である。
【図14B】本開示の一実施形態に係る容器およびそのヘッドスペースの図である。
【図14C】本開示の一実施形態に係る容器およびそのヘッドスペースの図である。
【図15A】本開示の一実施形態に係る容器および特定の充填レベルを示す図である。
【図15B】本開示の一実施形態に係る容器および特定の充填レベルを示す図である。
【図15C】本開示の一実施形態に係る容器および特定の充填レベルを示す図である。
【図16A】本開示の一実施形態に係るコンポーネントの底面斜視図である。
【図17】本開示の一実施形態に係るコンポーネントの斜視図である。
【図18】本開示の一実施形態に係るコンポーネントの斜視図である。
【図20】本開示の一実施形態に係るコンポーネントの斜視図である。
【図22】本開示の一実施形態に係る分配および注ぎのシステムの上面斜視図である。
【図24】本開示の一実施形態に係るシステムの斜視図である。
【図25A】本開示の一実施形態に係る分配および注入のシステムの斜視図である。
【図26】本開示の一実施形態に係るシステムの斜視図である。
【図27A】本開示の一実施形態に係る分配および注ぎのシステムおよび容器の斜視図である。
【図28A】本開示の一実施形態に係る分配および注ぎのシステムの側面図である。
【図29】本開示の一実施形態に係るシステムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
図１は、本開示の一修正例によるシステム２の斜視図である。システム２は、比較的小規模な研究および生産作業に適したベンチトップのシステムを含むことが考えられる。しかしながら、本明細書において図示および説明がなされるシステムの特定のサイズまたは使用目的に関して、いかなる制限も提供されないことが認識されるであろう。実際、図１および他図に示されるシステムは、異なるプロセス、用途およびアプリケーションに対応するために、必要に応じてスケールアップまたはスケールダウンされることが考えられる。本開示の様々な実施形態は、溶媒および材料が手動で挿入され、カートリッジ６に装填される「手動」装填システムとして提供されることも考えられる。他の実施形態では、内容物（例えば、溶媒）のカートリッジへの装填は、ポンプの提供および使用によって自動的にまたは半自動的に実行される（例えば、図１０）。様々な実施形態およびシステムがこれらの異なるモードで動作できることを認識されるべきである。例えば、ポンプおよび関連する機構（例えば、保管容器、導管）は、図１のシステムおよび実施形態に備えられることが考えられる。さらに、ポンプ（例えば）を示す実施形態は、手動のＳＰＥおよび同様のプロセスで使用するように修正または適合がなされることが考えられる。一般に、１つまたは複数の実施形態に関して開示され、図示され、説明される様々な特徴は、たとえそのような組み合わせが具体的に図示または説明がなされていなくても、本開示の他の実施形態において提供され得ることに留意されるべきである。
【0024】
図１に示すように、システム２は、システムを支持するためのベンチトップ４またはプラットフォームの上に少なくとも部分的に設けられる。システム２は、少なくとも１つのカートリッジ６を備える。カートリッジは、好ましくは、材料（例えば、流体）を１つ以上のフラクション容器８に運ぶための交換可能なカートリッジを備える。図１に示すように、フラクション容器８は直線状のフラクションのアセンブリ内に設けられる。例えば、格子状および円形の配置で提供される部分を含む代替の配置も考えられる。
【0025】
様々な剛性の支持要素から形成され、それを含むと考えられる支持アセンブリ１０が提供される。例えば、図１の支持アセンブリは、本開示の様々な構成要素を受け入れて支持するようなサイズおよび動作可能な複数のアルミニウム支持部材を含むものとして示されている。図１には示されていないが、支持アセンブリ１０を含むがこれに限定されない本開示の様々な構成要素は、構成要素が隠されて保護されるように、本体またはハウジング内に収容されるまたは収容なされ得ることが考えられる。本明細書に示される特徴および機能を支持することに適した様々な支持部材が考えられ、特定のフレームまたは支持アセンブリ１０に関して制限は提供されない。図１には、カートリッジ６を選択的に受け入れて支持するように動作可能なクリート部材１２が設けられている。図１の実施形態では、クリート部材１２はフレンチクリートとして示されており、図２に関してより詳細に図示および説明がなされる。
【0026】
図１のシステムは、フラクションのラック２２内に設けられた容器またはバイアル８に流体を受け取り、最終的に分配するためのカートリッジ６を備える。図示されるように、システム２はさらに分配装置２４を備える。いくつかの実施形態では、分配装置２４は、流体源に接続された導管（図１には図示せず）から流体（例えば、溶媒）を受け取り、分配するように動作可能である。図１の実施形態では、カートリッジ６の開放端に、使用者が手動で直接溶媒を供給することが考えられる。
【0027】
分配装置２４は、分配装置の少なくとも一部の位置を調整するためのリニアアクチュエータをさらに備える。いくつかの実施形態では、分配装置２４は、リニアアクチュエータと連通するプラグ要素（図３の２８）をさらに備え、装置は、カートリッジ６の近位端と密封配置にプラグを配置するように動作可能である。
【0028】
ＳＰＥのプロセスの「ブレークスルー」は、カートリッジのヘッドスペースでの圧力の突然の低下と、それに伴って、システムを通じてカートリッジの出口ノズルから出るガス流量の増加と、によって特徴付けられる。この移行をマークするために圧力変化の変曲点を測定することは可能であるが、ＳＰＥの媒体を介して、より広範囲の異なる流れ特性にわたってガス流量の変化を非常に高い感度で検出することが可能であり、望ましい。
【0029】
図１に示すように、システム２は、カートリッジ６、分配装置２４、およびフラクションのラック２２がすべて少なくともＸ軸において相互に平行移動可能であるように設けられる。分配装置２４は、Ｚ軸方向にも平行移動可能または移動可能な構成要素を備える。
【0030】
図１の実施形態は、ガスまたは流体（例えば、周囲空気または窒素）の供給源に接続されるかまたは供給されると考えられる空気の入口５をさらに備える。流体ライン７は、流体を分配装置２４に運び、最終的にカートリッジ６の内部容積に圧力を提供するために設けられている。空気流量センサ９（例えば、風速計）が設けられており、ライン７および／またはカートリッジ６内の流体の流れ特性の検出および評価を行うように動作可能である。
【0031】
図２は、複数のカートリッジ６およびクリート部材１２の斜視図である。図示のように、クリート部材１２は、一般に、ホルダー１４と、ホルダー１４が載置される受容部分１６と、を含む２つの構成要素を備える。様々な実施形態において、ホルダー１４は重力のみによって受容部分１６に固定される。他の実施形態では、磁気要素は、カートリッジおよび／またはホルダー１４を受容部分１６に接続することが考えられる。ホルダー１４は、カートリッジ６用の凹状受容領域を備える。異なるサイズのカートリッジを収容するために複数のホルダー１４が考えられ、各ホルダー１４は、好ましくは受容部分１６によって受容可能である。受容部分は、システムのフレーム部材の一部に沿ってスライド可能であってもよく、および／または移動可能な要素に取り付けられてもよい。ホルダー１４は、迅速に且つ容易に交換できるように動作可能であり、受容部分は、好ましくは、複数の異なるサイズのホルダー１４および関連するカートリッジを受容するように動作可能である。
【0032】
図３は、本開示の別の実施形態に係るシステムの斜視図である。図示のように、システム２は、フラクションのラック２２内に設けられた１つ以上のフラクション容器８に対して位置決めするためのカートリッジ６を備える。少なくともＹ軸方向に手動で移動させてカートリッジ６を実質的に密封するように動作可能なプラグ２８が設けられている。カートリッジ６は、図２に関して図示および説明を行ったようなクリート部材によって固定される。カートリッジの垂直位置は、Ｚ軸で調整できる。フラクションのラック２２は、少なくともＸ軸方向にカートリッジに対して移動するように動作可能である。図３の実施形態では、システム２は、ユーザが手動でサンプルおよび溶媒をカートリッジ６に装填する手動システムとして提供されることが考えられる。ユーザはまた、プロセスを開始するためにプラグ２８を手動で位置決めすることになる。
【0033】
図４は、本開示の一実施形態に係るフラクションのラック２２の斜視図である。図示のように、ラック２２は、異なるサイズまたは直径を有するフラクション容器８を受け入れるための受け入れ領域を備える。ラック２２を追加のシステム構成要素に固定するために、取り付けのブラケットまたはアーム３０が設けられている。
【0034】
図５は、本開示の別の実施形態に係るシステム２の斜視図である。図示のように、システム２は、システム構成要素を支持するように動作可能なフレーム部材１０を備える。図示のように、システムは、ＳＰＥのカートリッジ（図５には図示せず）の上部をシールする分配装置２４と、複数の容器（図５には図示せず）を受け入れて支持するように動作可能なフラクションのラック２２とを備える。フラクションのラック２２は、少なくとも水平方向（Ｘ軸）に調整可能であり、分配装置２４は、流体（例えば、空気、窒素および／または溶媒）を分配し、プラグを使用してカートリッジを密封するように動作可能である。分配装置２４の位置は、固定されているがＸ軸において調整可能であることが考えられ、分配装置２４の少なくとも一部は垂直（Ｚ軸）方向に移動可能である。例えば、プランジャを下げてカートリッジと接触させて、カートリッジの近位端にシールを提供できる。フラクションのラック２２は、Ｘ軸におけるラック２２の位置を迅速に調整でき、分配装置２４に対してフラクション容器を迅速に再配置できるように、締結具２３を備える。
【0035】
図６Ａ～図６Ｃは、本開示の実施形態で使用するために動作可能なフラクションのラック２２を示す。図示のように、フラクションのラック２２は、手順の間に使用するためのバイアルまたは容器を収容および支持することが考えられる。ラック２２は、３Ｄ印刷されたラックを含むことが考えられ、好ましくは、任意の数の市販のラック形式の設置面積内に収まるように迅速な組み立ておよび分解を可能にする耐薬品性材料を含む。モジュール式のラックは、チューブが市販のラック内のチューブと正確に同じ高さに配置されるように提供される。ラック２２は、市販のラックの設置面積内に収まる特徴を提供するために、追加のラックと組み合わせて組み立てることができるようなサイズおよび形式であることが好ましく、したがって、既知のリキッドハンドラ構成要素を含むがこれに限定されない既存のハードウェアに容易に収容される。したがって、６つの「ミニラック」のセットアップは、おおよそ１１.２５インチ×３.９インチ×３.５７５インチの領域に最大で２４本のチューブの保持および収容が可能であることが考えられる。
【0036】
図７は、本開示の一実施形態に係るシステム２の概略図である。図示のように、システム２は、システム２の様々な構成要素の間で流体を運ぶように動作可能なポンプ５０を備える。複数のリザーバ５２ａ,５２ｂ,５２ｃ,５２ｄが示される。図７には４つのリザーバが示されているが、リザーバのサイズおよび数に関しては制限がない。リザーバ５２は、流体を貯蔵して、選択的に分配するための流体リザーバを備えることが考えられる。例えば、いくつかの実施形態では、溶媒は複数のリザーバのそれぞれに貯蔵される。バルブ５４は、リザーバ５２からの溶媒の流れを調節するために設けられている。いくつかの実施形態では、各リザーバからの流体を制御するために三方ソレノイドバルブが提供される。チューブコネクタ５６または同様のユニオンが提供され、ポンプ５０はリザーバ５２から流体を引き出すように動作可能である。図７に関してソレノイドバルブが図示されて考えられているが、本開示はソレノイドバルブに限定されず、本開示の目的を達成しながら、他の様々なタイプのバルブおよび構成が提供され得ることが認識されるであろう。しかしながら、好ましい実施形態では、ソレノイドバルブは、本開示の特定の実施形態および用途によく適しており、システムの自動化を容易にすることが考えられる。
【0037】
動作中、ポンプ５０は、１つまたは複数のリザーバ５２から流体を汲み上げるように動作可能である。バルブ５４は、ポンプ５０によってリザーバから汲み上げられる溶媒の種類および量を制御するように動作可能である。いくつかの実施形態では、バルブ５４は、コントローラおよび関連ソフトウェアによって制御され、適切な量およびタイミングで溶媒がリザーバから放出されることを保証するソレノイドバルブを備える。
【0038】
ポンプ５０は、カートリッジ６０および／または廃棄物収集器６２への流体の分配を制御するために、追加のバルブまたは出力バルブ５８と連通している。いくつかの実施形態では、廃棄物収集器６２は、真空駆動の廃棄物収集ユニットを備える。実験またはプロセスが完了した後、例えば、バルブ５４が閉じられて、リザーバ５２からのさらなる流体の流れが防止される。次いで、出力バルブ５８は廃棄物収集器への流れを可能にし、ポンプ５０はシステム内に残っている流体をバルブ５４の下流に引き込む。ポンプと真空駆動の廃棄ユニットとは、デッドボリュームの流体を引き込み、ラインおよびチューブを清掃して、システムがさらなる操作の用意ができるようにする。いくつかの実施形態では、システム内のラインをパージまたは浄化するために、洗浄またはゆすぎの流体または溶媒が提供される。例えば、ある量の空気または二酸化炭素が、システムを浄化して廃棄物収集器６２に引き込まれるために提供されることが考えられる。
【0039】
図７に示されるものを含む本開示の実施形態は、複数のバランスのとれた溶媒の混合物を生成する能力を提供する。図７の実施形態は、複数の溶媒ボトルまたはリザーバから正確に配分された（proportioned）溶媒の組み合わせを生成できる溶媒混合システムを提供する。溶媒ボトルは、それぞれの個別の３方向ソレノイドバルブ５４に接続される。次に、すべての溶媒ボトルまたはリザーバは、溶媒ボトルからのすべての流れを合流させる４:１または８:１ （またはその他）のチューブコネクタで結合される。分配される溶媒の量および割合は、所望の実験、用途などのために、所定量または事前設定量の流体を含むコントローラおよびソフトウェアによって制御されてもよい。
【0040】
図７には示されていないが、システム２が、カートリッジ６０のヘッドスペースに流体および圧力を提供するための空気またはガス入口を備えることがさらに考えられる。
【0041】
図８は、本開示の別の実施形態に係るシステム２の斜視図である。図示のように、システム２は、分配装置２４およびカートリッジ６を支持するためのフレーム部材１０を備える。図示のように、分配装置２４は、シールを移動させてカートリッジの近位端と接触し、シール係合させるためのモータおよびリニアアクチュエータを備える。溶媒およびガス（例えば、空気、窒素など）は、カートリッジ６の内部容積に提供されて、ＳＰＥのプロセスを実行できる。溶媒はカートリッジを通じて濾過され、カートリッジ６の遠位端７から排出される。
【0042】
入口７０は、カートリッジ６の内部容積に圧力を提供するために設けられる。ＭｇＳＯ４を含む酢酸エチルなどの溶媒は、カートリッジ内に提供して濾過できる。流体（例えば、空気または窒素）は、空気入口７０を通じて供給される。入口７０からの、カートリッジ内およびカートリッジを通じた流体の流れの特性は、カートリッジ６内で起こる材料およびプロセスのコンディションおよび状態を決定するために分析されることが考えられる。
【0043】
図９は、本開示の一実施形態に係るシステム２の斜視図である。システム２は、分配装置２４用のフレーム部材１０または同様の支持構造を備える。カートリッジ６は、ピボットアーム７２の遠位部分内に設けられる。ピボットアーム７２は、フレーム１０の近位に設けられたヒンジ７４を備える。ピボットアーム７２は、カートリッジ６の挿入および交換を可能に且つ容易にするために、ヒンジ７４を中心にして回転するように動作可能である。図９に示すものを含むいくつかの実施形態では、分配装置２４は、カートリッジ６にシールを提供するためのＯリングおよび円錐形部材を有するシールプラグを備える。さらに、分配装置とカートリッジ６との間に信頼性の高いシールを形成するために、分配装置２４にネジ付きの接続が設けられることが考えられる。フラクションのラック２２には、電気的に作動するリニア運動スライドが設けられている。ラック２２は、その中に設けられた複数のフラクション容器８の位置を調整するために、Ｘ軸に沿って移動可能である。分配装置２４は、カートリッジの近位端をシールするかまたは実質的にシールするように動作可能であることが考えられる。本明細書で使用する「実質的にシールする」とは、不完全なシール状態（すなわち、一部の流体またはガスがシールを通過できる）を指すことが考えられる。当業者であれば、ＳＰＥの手順を適切に実行して分析するために、カートリッジの近位端における完全なまたは完璧なシールが必要でないことを認識するであろう。したがって、「シール」、「シールされた」、および「実質的にシールされた」は、ガスまたは流体の流れが十分にまたは完全に妨げられるコンディションを必ずしも指すわけではない。
【0044】
図１０は、本開示の別の実施形態に係るシステム２の斜視図である。図示されるように、システム２は、他の実施形態に関して本明細書において図示および説明がなされる様々な特徴を備える。図１０の実施形態は、手順に使用する複数のカートリッジ部材を保持または保持するように動作可能なカルーセル部材８２を備える。カルーセル部材８２は、複数の異なるカートリッジを分配装置と連通するために位置決めできるように、垂直のＺ軸を中心にして回転可能である。分配装置２４は、垂直方向（Ｚ軸）に移動可能であり、分配装置を様々なカートリッジと連通するか連通しないように選択的に移動する。４:１のセレクタバルブ７８が設けられており、ポンプ８０は溶媒容器７６から少なくとも１つの容器に流体を運ぶように動作可能である。本開示の実施形態は、さまざまな数の溶媒容器７６を設けることを考えている。したがって、わずか１つの溶媒容器が提供されてもよく、最大で２４個の溶媒容器が提供されてもよい。特定の好ましい実施形態では、４～１０個の溶媒容器７６が提供される。セレクタバルブ７８は、システム２が備える容器の数に基づいて変更または交換が可能である。
【0045】
図１１は、本開示の別の実施形態に係るシステム２の斜視図である。図示のように、分配装置２４が設けられている。分配装置２４は、密封プラグを移動させるためのリニアアクチュエータを備える。リニアアクチュエータは、カートリッジとの正確で且つ信頼性の高いシール動作を保証するためのガイドロッド９０を備える。図１１の分配装置２４は、流体（例えば、空気または窒素）を供給源から分配装置２４に、そして最終的にはカートリッジのヘッドスペースに授受するためのガス導管７を備えることが考えられる。
【0046】
様々な実施形態において、ネオプレンのプラグを含む密封プラグが提供される。あるいは、プラグは、１つまたは複数の材料を含む３Ｄ印刷されたアセンブリを備えることが考えられる。例えば、第１の材料で形成された取付フランジと、第２の材料で形成された弾性部材と、を備えるプラグが、分配装置２４に設けられることが考えられる。プラグは、好ましくは、様々な直径のカートリッジをシールするように寸法構成され且つ動作可能である。
【0047】
図１１に示すように、フラクションのラック２２は、４本のフラクション収集のチューブ８を収容するように動作可能である。複数のラックが提供されるか、一緒に積み重ねられ、特定の既存の製品と同じ設置面積および寸法を提供することが考えられる。したがって、本開示のフラクションのラック２２は、例えばＢＩＯＴＡＧＥ（商標）Ｖ１０の蒸発器を含む既存のシステムで使用するために動作可能である。
【0048】
図１１に示すものを含むがこれに限定されない本開示の様々な実施形態は、様々なコンディションをモニターするための空気流量センサの提供を考えている。例えば、システム２が、カートリッジに溶媒がなくなったときをモニターして検出するように動作可能な空気流量センサを備えることが考えられる。システム２は、圧縮空気の流れを停止し、方法またはプロセスを終了するように動作可能である。
【0049】
本開示のさまざまな実施形態に係るカートリッジのヘッドスペースへの空気および／または流体の流れは、さまざまな特徴、長所および利点を提供する。この流れをＳＰＥのプロセスまたは濾過プロセスに提供することは、空気または流体の流れおよび／または圧力を評価して、反応またはプロセスが起こっているカートリッジ内でのコンディションおよび事象を決定できる分析上の利点を提供することが考えられる。いくつかの実施形態では、カートリッジに提供される空気または流体の流れコンディションがモニターされ、例えば、溶媒およびサンプルがカートリッジから除去されるかまたはほとんど除去されるブレークスルーコンディションの発生を含む変化について分析される。この発生により、サンプルや手順を妨げることなく観察できる、顕著で識別可能な圧力変化の事象が発生する。
【0050】
図１２は、本開示の一実施形態に係るユーザインターフェースの図である。図示のように、ユーザインターフェース１００は、ユーザが本開示のシステムと対話できるようにするためのグラフィカルなインターフェースを備える。具体的には、ユーザインターフェース１００は、ユーザが操作を制御し、例えば固相抽出の手順を含む操作のデータをチャプチャーして視覚化することを可能にする。
【0051】
図１３は、本開示の実施形態のインターフェースおよびデータ視覚化特徴１０２の図である。図示されるように、本開示のシステムは、システム内の空気流力学に関するデータを出力するように動作可能である。具体的には、少なくとも１つのカートリッジ内の空気流力学および圧力がグラフ形式で出力され、手順の間での「ブレークスルー」を決定できる。第１のもの１０４および第２のもの１０６の実行または手順が示されている。「ブレークスルー」の事象の決定は、次の「スラグ」または溶出される溶媒の用量の送達を受け取るためにカートリッジがいつ利用可能であるかを知らせる圧力降下１０８によって提供および表示がなされる。本開示の空気流センサ（例えば、図１の９）によって測定された複数のブレークスルーの事象１０８が図１３に示されている。
【0052】
図１４Ａ～図１４Ｃは、カメラおよびビデオ機器を使用して容器内の液体レベルを検出するための本開示のシステムおよび方法の図である。当業者には理解されるように、液面のモニターおよび検出は、ＳＰＥを含むがこれに限定されない様々なプロセスにとって重要である。本開示の様々な実施形態は、液面検出を備えたポンプの提供および包含を考えているが、そのようなポンプシステムに加えて、またはそのようなポンプシステムの代わりに、カメラデバイスおよび関連データを使用して充填レベルを検出する方法が考えられる。本開示の実施形態は、充填レベルを検出するためのレーザーセンサ、超音波センサ、および同様の機能の提供をさらに考えている。しかしながら、出願人は、充填レベルを検出する特定の方法およびシステムには、変化するコンディション（例えば、光、液体の色、粘度、カートリッジの透明コンディションの変化）における制限に遭うことを発見した。本開示の実施形態は、１つ以上のカメラを提供し、カートリッジに面するようにカメラを配向し、カートリッジ内の液体レベルの変化をリアルタイムでモニターするというシステムの方法を提供する。カメラの特性および設定は、光コンディションの変化を含むがこれに限定されないコンディションの変化を考慮して調整または調整がなされることが考えられる。
【0053】
一実施形態では、充填レベルを視覚的に検出する方法が提供され、カメラの被写体の特定の物理的特徴の検出および抽出がなされる。この方法は、プロセスの開始時にリアルタイムビデオまたは複数の画像をキャプチャすることを含む。このプロセスは、ＳＰＥのプロセスを含んでもよい。例えば充填プロセス中の液体レベルを含む液体レベルは、充填レベルが閾値または所定の充填レベルに合致するかそれを超えるコンディションについてモニターされる。このコンディションが合致して、カメラによって検出されると、システムは充填動作を停止するように動作可能であることが考えられる。オーバーフローまたは閾値は、充填される容器（例えば、カートリッジ）の高さまたは体積に基づいて決定されることが考えられる。好ましい実施形態では、エッジ検出技術（例えば、キャニーエッジ検出）が使用される。ガウスフィルタリングは、ビデオまたはその他のイメージングでの不要なノイズを除去するために適用され、その後、エッジ検出ステップがキャプチャされた画像に適用される。エッジ検出技術は、液体ボリュームの上端の検出が達成されるような照明条件に調整されている。結果として得られる画像またはフィードは、ホワイトノイズをさらに低減するためにフィルター（たとえば、ソーベルフィルター）にかけられる。膨張技術および侵食技術の組み合わせも、図１４Ａに示すように、液面１１０の明瞭で明確なエッジを作成するために適用されることが考えられる。
【0054】
図１４Ｂに示すように、容器１１１が提供され、最大または閾値の液体充填レベル１１２が提供される。最大充填レベル１１２は、例えば、容器１１１の体積または形状、容器製造業者の推奨、および／または実行される特定の手順に基づく所定の値であることが考えられる。実際のまたは現在の液体充填レベル１１４が提供され、カメラによって検出される。実際の液体レベル１１４は、システムによってリアルタイムで追跡されることが好ましい。実際のレベル１１４が最大レベル１１２（図１４Ｃ）に達すると、信号がポンプに送られ、液体のポンピング動作が終了する。いくつかの実施形態では、システムのビデオフィード解像度は高精細度ではなく、システムは低遅延で動作し、高精度かつリアルタイムの液面検出を可能にする。
【0055】
様々な実施形態において、機械学習システムおよびアルゴリズムは、物体の検出、分類などのために考えられる。機械学習は、本開示の様々な実施形態において提供され、（例えば）充填レベルのコンディションが合致したときに液体ポンピングの高精度でかつ応答性の高い終了を提供する。本開示の実施形態は、カートリッジまたは容器の様々な異なる充填レベル状態を区別するように動作可能な機械学習モデルを提供することを考えている。異なるカートリッジ充填レベルのコンディションおよび例えば照明コンディションを含む他のコンディションのデータセットに基づいて訓練された畳み込みニューラルネットワーク（「ＣＮＮ」）を含むアルゴリズムが考えられる。手動データセットが提供されることが考えられ、システムには、「非フル」（図１５Ａ～図１５Ｂ）および「フル」（図１５Ｃ）のコンディションの例を含む入力および情報が提供される。好ましくは、異なる照明コンディション、液体密度、液体の色、容器の不透明度などが、システムが容器のフルのコンディションおよび非フルのコンディションを「学習」して観察するための少なくとも初期の基礎として提供される。このシステムは、信号を提供するか、フルの状態に関する情報を伝達し、フルのコンディション（図１５Ｃ）が達成されたときに（例えば）溶媒の流れを停止するように動作可能である。
【0056】
図１６Ａは、本開示のさまざまな実施形態で使用するための分配装置の構成要素１２０の斜視図である。図示のように、構成要素１２０は、ベース１２２、支持プレート１２３および遠位先端１２４を備える。遠位先端１２４は、シール要素またはプラグ（図１６Ａには示されていないが、図１８の１３６を参照）を受け入れて支持するように動作可能である。本開示の様々な実施形態に係るシステムに、締結具を受け入れて構成要素１２０を固定するように動作可能な複数の開口１２６が提供される。支持プレート１２３および遠位先端１２４は、化学的抵抗性の高い要素を含むことが考えられる。いくつかの実施形態では、少なくとも支持プレート１２３および遠位先端１２４は、カルレッツおよびシリコーンのうちの少なくとも１つを含む。複数の分配ポート１２５が設けられ、材料（例えば、流体）を供給源から密封されたまたは実質的に密封された容器の内部容積に分配および搬送を行うように動作可能である。図１６Ａには３つのポート１２５が示されているが、ポートの数に関して制限はない。わずか１つのポートが提供されることも、５つ以上のポートを含む複数のポートが提供されることも考えられる。
【0057】
図１６Ｂは、図１６Ａの構成要素１２０の上面斜視図である。図示されているように、複数の開口１２８が構成要素１２０の近位側に設けられる。開口１２８は、構成要素１２０を通じて容器の内部容積に、流体を運ぶように動作可能である。開口１２８は、図１６Ｂではネジ付き雌型の開口として示されている。非ネジの開口を含む代替構成も考えられることを認識されるべきである。開口１２８は、構成要素に流体を運び、構成要素を通じて流体を運ぶためのテフロン（登録商標）のチューブを受け入れることが考えられる。いくつかの実施形態では、第１の開口は、溶離液として溶媒を受け取って搬送するように動作可能である。第２の開口は、窒素ガスを受け取って搬送するように動作可能である。そして、第３の開口は、容器のヘッドスペースがオーバー充填またはオーバーフローした場合に、オーバーフロー切替ポートとして機能するように動作可能である。代替の実施形態では、追加のポートが提供される。さらに別の実施形態では、単一のポートのみが提供され、配管および材料の分割または分岐が（例えば）構成要素１２０の上流に提供される。
【0058】
図１７は、本開示の別の実施形態に係る、プラグを受け入れて支持するためのコンポーネント１３０および関連する特徴の斜視図である。図示のように、構成要素１３０は、ベースまたは支持部材と、プラグを受け入れて支持するための遠位先端１３２とを備える。遠位先端１３２は、プラグを受け入れて固定するための１つまたは複数のリブまたは突起を備える。構成要素１３０は、アルミニウム、ＰＥＥＫ、またはガラス含浸ポリプロピレンのうちの１つまたは複数を含むことが考えられるが、構成要素１３０の材料に関してはこれに限定されない。
【0059】
図１８は、本開示のさまざまな実施形態での使用が考えられるプラグ１３６の斜視図である。図示のように、プラグ１３６は、容器の開口部の中に部分的に延在して、容器の縁または開口端をシールするように動作可能な円錐形または円錐台形の要素を備える。プラグ１３６は、流体を受け取って搬送するための内部チャネルまたは導管を備える。好ましくは、図１７の構成要素１３０の１つまたは複数のリブ１３４に対応し、それと連通する１つまたは複数のリブ１３８が設けられる。プラグ１３６は、３Ｄ印刷された熱可塑性ポリウレタンおよび／または耐薬品性シリコーンから形成されることが考えられる。
【0060】
図１９は、本開示の一実施形態に係るプラグ１３６の立断面図である。図示されるように、プラグ１３６は、１つ以上の流体が搬送される中央の開口１４０または通路を備える。追加の構成要素を受け入れてプラグを固定するために、少なくとも１つの環状空隙またはリブ１３８が設けられている。図１９には滑らかな円錐形または円錐台形の外側表面が示されているが、本開示のプラグ部材が安定的で且つ信頼性の高いシールを提供するためにスカラップまたはリッジを備えることも考えられる。
【0061】
図２０～図２１は、ベース１４２および支持プレート１４４と組み合わせて組み立てられた状態で示される、本開示の一実施形態に係るプラグ１４０の図である。組み立てられた構成要素（１４０,１４２,１４４）は、本明細書に図示および説明がなされるように、分配装置の一部として集合的に移動可能である。図１および図２のプラグ１４０は、図２０～図２１は、異なるサイズの容器を収容するために、異なる直径を有する複数の部分を備えた波形の外面を備える。図２１に示すように、流体を容器に運ぶために、ポート１４６がプラグの下方の遠位部分に設けられている。図２１の装置のポート１４６は、手動の手順において使用するためのガス流ポートを含むことが考えられる。例えば、ガス流ポート１４６は、窒素ガスを搬送して容器を加圧する手段を備えることが考えられ、溶媒は手動で別個に供給されることが考えられる。しかしながら、図２０～図２１のポートはまた、プラグ１４０を通じて溶媒を提供するためのポート、および／またはプラグ１４０を通じてオーバーフローポートを提供するためのポートを含む複数のポートを備えることが考えられることは認識されるであろう。
【0062】
図２２は、様々なプロセスで使用するための分配キャップ１５０を備える、本開示の一実施形態に係るシステムの斜視図である。キャップ１５０は、様々な容器、バイアルおよび他の装置に（例えば、スナップフィットまたはネジを介して）取り付けられるように動作可能な装置を備える。図２２に示すものを含む様々な実施形態において、キャップ１５０は、内容物（例えば、液体内容物）を注ぐように動作可能な開放端装置を備える。しかしながら、キャップ１５０は、キャップ１５０を選択的に固定して閉じるためのシール部材を備える、および／またはシール部材が設けられることが考えられる。キャップ１５０は、様々な追加のシステム構成要素と連通するように動作可能なベース部材１５２を備える。キャップ１５０の上部は、キャップ１５０からの、またはキャップ１５０を通じた液体の注ぎまたは排出を可能にするとともに容易にするための注ぎ口１５４を備える。注ぎ口１５４は、ベース部材１５２から上方に延びている。ベース部材１５２はさらに、支持する作動部材１５６を受け入れて接続するように動作可能な開口１６０を備える。様々な実施形態において、作動部材１５６は、キャップ１５０および任意の関連する容器への接続、持ち上げ／移動、および回転のうちの少なくとも１つを行うように動作可能なポストまたは同様の支持体を備える。様々な実施形態において、本明細書で説明するように、作動部材の少なくとも一部は、例えばキャップ１５０を持ち上げて移動させるために少なくとも２つの軸で移動しながら、固定された回転位置に留まるように動作可能である。このような特徴および実施形態は、容器および／またはキャップ１５０をゆすぐことに有用であることが考えられる。
【0063】
図２２に示すように、作動部材１５６は、カニューレ１５７を備える。カニューレは、様々な実施形態において、固定された回転位置に留まるように動作可能であり、一般に、使用中にその長手方向軸を中心にして回転しない。キャップ受け部は、キャップ１５０の１つ以上の開口１６０内に延びる少なくとも１つのポスト１５８を、好ましくは２つ以上のポスト１５８を備える。キャップ受け部およびポスト１５８は、例えば、キャップ１５０が持ち上げられ、傾けられると、キャップとともに回転するように動作可能である。カニューレ１５７は、完全に組み立てられたときに注ぎ口１５４の開口部に位置決めされる開口をその遠位端に備えることが好ましい。歯車またはカラー１６１は、キャップ受け部の回転を可能にするために設けられることが考えられ、カニューレは、ベアリング、ブッシング、または同様の回転要素を介して歯車およびキャップ受け部の中で回転するように動作可能である。
【0064】
図２３は、注ぎおよび分配のシステムの底面斜視図である。図示のように、キャップ１５０は、ベース部材１５２および注ぎ口１５４を備える。ベース部材１５２は、スロット１６２と、容器または同様の要素を選択的に受け入れるためのＣ字形または部分的に開いた部分とを含む容器用の受け入れ領域を備える。キャップ１５０は、図２３での１つの特定の実施形態を示しているが、代替の実施形態が考えられることが認識されるであろう。例えば、キャップ１５０が、容器または同様の部材にねじ込まれるように動作可能なネジ付き部材を備えることが考えられる。
【0065】
図２４は、例えばＳＰＥの用途を含むベンチトップのプロセスおよび反応で使用するためのシステム１７０の斜視図である。ベンチトップのキャビネット１７６が提供され、例えば液体貯蔵装置、ポンプ、および制御装置を含む様々な構成要素を収容し、および／または制御するハウジングが考えられる。システム１７０は、本明細書に図示されて説明される様々な実施形態に係るキャップ１５０を備える容器１７２を備える。システム１７０は、内容物を第１の容器１７２から第２の容器１７８（例えばＳＰＥの容器）に選択的に搬送または分配するように動作可能であり、第２の容器１７８は内容物を１つまたは複数の追加の容器１７４に分配するように動作可能である。本開示の様々な実施形態はＳＰＥの方法での使用が考えられるが、意図したプロセスに関して何ら制限が提供されないことを認識されるべきである。実際、本開示のキャップ部材を含むがこれに限定されない様々な特徴は、液体の搬送または分配を必要とする任意のプロセスまたはシステムで使用するために動作可能であることが考えられる。リンク機構１７７または同様の機構が設けられており、液体を作動させて、少なくとも第１の容器１７２から第２の容器１７８に自動的に液体を分配するように動作可能である。
【0066】
図２５Ａは、本開示の一実施形態に係るキャップ部材１５０およびリンスキャップ１９０の斜視図である。キャップ部材１５０は、少なくとも図２２に関して逆位置で図示されており、容器が取り外されている。図示のリンスキャップ１９０および関連する使用方法は、キャップ部材１５０の溶媒に曝された表面を洗浄またはゆすぐことが考えられる。図示のように、キャップ１５０のベース部材１５２は、リンスキャップ１９０をスライド可能に受け入れるように動作可能である。作動部材１５６は、キャップ内に設けられた少なくとも１つの開口を備えたカニューレを備える（図２５Ｃ）。カニューレおよび開口は、洗浄液（例えば、空気、生理食塩水など）をキャップの内側に搬送または分配するように動作可能である。リンスキャップ１９０は、洗浄液を覆うおよび／または逸らせて洗浄液を特定の領域に収容するように動作可能である。作動部材１５６のカニューレは、好ましくは回転する固定位置に設けられ、キャップ１５０はカニューレを中心にして回転するように動作可能であるが、カニューレはそれ自体の長手方向軸を中心にして回転しない。本開示の様々な実施形態はカニューレでの単一の開口を考えているが、代替の実施形態は、流体を複数の方向に噴霧または分配するように集合的に動作可能な複数の開口を考えている。
【0067】
図２６は、本開示の一実施形態に係るシステムの斜視図である。図示のように、システム２００は、ラック２０２、複数のＳＰＥのモジュール２０５、清浄な流体容器２０４（例えば、２０リットルの溶媒容器）、廃液容器２０６（例えば、２０リットルの廃棄物容器）、および、各ＳＰＥモジュール２０５をプログラム的にアドレス指定するために、トラックの上に一体化された６軸ロボット２０８を含む自動のＳＰＥのシステムを備えることが考えられる。
【0068】
清浄な流体容器２０４は、少なくとも１つのＳＰＥのモジュール２０５と流体連通していることが考えられ、反応において使用するためのモジュールに流体を搬送するように動作可能である。ＳＰＥのモジュールは、流体を運ぶための少なくとも１つのポンプを備えることが考えられる。廃棄物容器２０６は、少なくとも１つのＳＰＥのモジュール２０５と流体連通して提供されることも考えられる。流体は、廃棄物容器２０６にポンプで送られるか、または重力で供給されてもよい。
【0069】
図２７Ａおよび図２７Ｂは、本開示の一実施形態に係るシステムの上面斜視図である。図示されるように、分配キャップ１５０は、第１の容器１７２と組み合わせて提供される。第２の容器１７８が提供され、第１の容器１７２の内容物が第２の容器１７８に搬送されることが、考えられて意図されている。作動部材１５６は、遠位端に少なくとも１つの開口２１２を有するカニューレ２１０または同様の導管部材を備え、キャップ部材１５０内に設けられるように動作可能である。キャップ１５０に接続されて、カニューレ２１０に対するキャップ１５０および容器１７２の回転を可能にするように動作可能なブッシング２１４が提供される。図２７Ａおよび図２７Ｂに示されるように、カニューレ２１０は、その長手方向軸を中心にして回転可能に固定された状態を維持するように動作可能であり、容器が回転するとき、開口２１２は実質的に同じ位置に留まる。開口２１２は、流体を容器１７２またはキャップ１５０に搬送および噴霧を行って、構成要素をゆすぐかまたは洗浄するように動作可能である。
【0070】
図２８Ａ～図２８Ｃは、本開示の注ぎおよび分配のシステムを示しており、キャップ１５０が容器１７２に関連して設けられ、第２の容器１７８が設けられている。図２８Ａに示すように、キャップおよび第１の容器１７２は、回転するように動作可能である。キャップおよび容器は、構成要素間の物理的干渉を避けるために十分な距離で離間しながら、第２の容器１７８の近傍に設けられなければならない。図２８Ｂは、第１の容器１７２および関連するキャップ１５０が第２の容器１７８から過大な距離で離れている、望ましくない配置を示している。様々な実施形態において、容器およびキャップは、回転するが移動しないように動作可能であることが考えられる。したがって、図２８Ｂに示される配置および間隔は、特定の構成要素の位置ずれを生じさせて、回転することなく液体または他の内容物がこぼれる可能性がある。図２８Ｃは、容器１７２およびキャップ１５０が約１８０度の角度で回転して、システム構成要素を整列するために水平移動も実行される実施形態を示す。様々な実施形態は、回転運動および移動運動の組み合わせによって達成される注ぎ操作を考えている。このような動きは、例えばリンケージ、ロボット工学、および様々な自動化手段を含む様々な機構によって、ならびに人間の接触および使用によって、達成されることが考えられる。
【0071】
図２９は、本開示の一実施形態に係るシステム３００の概略図である。図示のように、システム３００は複数のリザーバ３０２を備える。リザーバ３０２は、例えば溶媒を含む流体を収容および貯蔵するように動作可能である。１つ以上のリザーバ３０２に収容されることが考えられる内容物および流体には、水、メタノール、アンモニア、イソプロパノール、アセトニトリル、酢酸エチル、ジクロロメタンおよびヘプタンが含まれるが、これらに限定されない。バルブ３０４が設けられ、ポンプ３０６は、流体をリザーバ３０２から反応容器３０８に搬送するように動作可能である。本明細書に提供される様々な実施形態において示されて説明されるシール３１０は、容器３０８を選択的にシールするように動作可能である。容器３０８から材料を収集するために、１つまたは複数のフラクション収集容器３１２が提供される。特定の実施形態では、廃棄物カートリッジ３１４が提供される。シールまたはプラグ３１０は入口および出口を備え、出口はオーバーフロートラップ３１６と流体連通している。例えば光学式レベルセンサを含むレベルセンサ３１８は、オーバーフロー容器をモニターするために設けられることが考えられる。オーバーフロートラップまたは容器３１６は、バルブ３２０を介して通気口３１８と連通している。ガス入口３２２がさらに設けられ、ガス流は、それぞれバルブ３２４および流量センサ３２６（例えば風速計）によって制御および測定がなされることが考えられる。図２９のシステムは、本明細書に開示される様々なコンポーネントを含むものが考えられる。例えば、図２９に示されるシールは、本明細書に示されて説明される１つまたは複数のシールを備えることができる。さらに、図２４に示すベンチトップのＳＰＥのモジュールは、図２９のシステムに組み込まれることが考えられ、バルブ３０４、ポンプ３０６、および追加の要素を含有して収容できる。例えば、図２に示されるものを含むカートリッジホルダーは、容器３０８を収容するために提供されることが考えられ、モジュラーラックアセンブリ（例えば、図６Ａ～図６Ｃ）は、フラクション収集容器３１２のために設けられることが考えられる。
【0072】
本開示は、特定の方法またはシステムに限定されず、もちろん変更できることを理解されるべきである。また、本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的としており、限定することを意図したものではないことも理解されるべきである。
【0073】
本開示の多くの実施形態について説明してきた。それにも関わらず、本開示の精神および範囲から逸脱することなく、様々な修正を行うことができることが理解されるであろう。したがって、他の実施形態も特許請求の範囲に含まれる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14A】
【図14B】
【図14C】
【図15A】
【図15B】
【図15C】
【図16A】
【図16B】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25A】
【図25B】
【図25C】
【図26】
【図27A】
【図27B】
【図28A】
【図28B】
【図28C】
【図29】
【国際調査報告】